特開 2017-119614 誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-119614(P2017-119614A)

(43)【公開日】2017年7月6日

(54)【発明の名称】誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/468 20060101AFI20170609BHJP

   H01G 4/12 20060101ALI20170609BHJP

   H01G 4/30 20060101ALI20170609BHJP

   H01B 3/12 20060101ALI20170609BHJP

   H01B 5/14 20060101ALN20170609BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/46 D

   H01G4/12 358

   H01G4/30 301E

   H01B3/12 303

   H01B5/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-134611(P2016-134611)

(22)【出願日】2016年7月6日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0187166

(32)【優先日】2015年12月28日

(33)【優先権主張国】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】パク、ジャエ スン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジン セオン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ドー ヨン

(72)【発明者】

【氏名】キム、チャン ホーン

【テーマコード（参考）】

4G031

5E001

5E082

5G303

5G307

【Ｆターム（参考）】

4G031AA01

4G031AA03

4G031AA04

4G031AA06

4G031AA07

4G031AA09

4G031AA11

4G031AA13

4G031AA14

4G031AA16

4G031AA19

4G031AA21

4G031AA22

4G031AA23

4G031AA25

4G031AA26

4G031AA29

4G031AA30

4G031AA34

4G031BA09

5E001AB03

5E001AC09

5E001AE02

5E001AE03

5E001AE04

5E082AA01

5E082AB03

5E082BC40

5E082EE04

5E082EE23

5E082EE35

5E082FG25

5E082FG26

5E082FG27

5E082PP03

5G303AA01

5G303AB01

5G303AB11

5G303BA12

5G303CA01

5G303CA03

5G303CB01

5G303CB03

5G303CB06

5G303CB08

5G303CB09

5G303CB10

5G303CB11

5G303CB13

5G303CB15

5G303CB17

5G303CB18

5G303CB21

5G303CB23

5G303CB28

5G303CB30

5G303CB35

5G303CB36

5G303CB38

5G303DA05

5G307GA06

5G307GB02

5G307GC02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタに関する。
【解決手段】Ｂａ、Ｃａ及びＴｉの酸化物を主成分とし、上記主成分は、Ｂａの一部がＮａまたはＣａで置換されて成る組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示され、ここで、ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たす誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタを実現することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｂａ及びＴｉの酸化物を主成分とし、
前記主成分は、Ｂａの一部がＮａまたはＣａで置換されて成る組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示され、
ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たす、誘電体組成物。

【請求項2】

Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第１副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１に記載の誘電体組成物。

【請求項3】

Ｍｇ及びＡｌのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第２副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１または２に記載の誘電体組成物。

【請求項4】

Ｃｅ、Ｎｂ、Ｌａ及びＳｂのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第３副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘電体組成物。

【請求項5】

Ｓｉ、Ｂａ、Ｃａ及びＡｌのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第４副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘電体組成物。

【請求項6】

Ｓｉを含むガラス化合物である第４副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘電体組成物。

【請求項7】

誘電体層と内部電極が交互に積層されたセラミック本体を含み、
前記誘電体層は、
Ｂａ及びＴｉの酸化物を主成分とし、
前記主成分は、Ｂａの一部がＮａまたはＣａで置換されて成る組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示され、
ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たす誘電体組成物を含む、積層セラミックキャパシタ。

【請求項8】

前記内部電極はＮｉ成分を含む、請求項７に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項9】

前記誘電体組成物は、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第１副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項７または８に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項10】

前記誘電体組成物は、Ｍｇ及びＡｌのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第２副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項11】

前記誘電体組成物は、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｌａ及びＳｂのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第３副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項12】

前記誘電体組成物は、Ｓｉ、Ｂａ、Ｃａ及びＡｌのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩である第４副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項13】

前記誘電体組成物は、Ｓｉを含むガラス化合物である第４副成分を前記主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％さらに含む、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の積層セラミックキャパシタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒ温度特性を満たすとともに信頼性が向上することができる新たな誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタに関する。

【背景技術】

【0002】

最近、映像機器の大型化、コンピュータのＣＰＵ速度の上昇などにより、電子機器の発熱が激しくなるため、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；集積回路）の安定した動作のために高い温度で安定した容量及び信頼性を確保することができるＸ５Ｒ（−５５℃から８５℃までの動作温度）またはＸ７Ｒ（−５５℃から１２５℃までの動作温度）、さらにＸ８Ｒ（−５５℃から１５０℃までの動作温度）タイプの機種に対する市場のニーズが高まっている。

【0003】

また、一般的な電子製品市場の趨勢である小型軽量化、多機能化に符合するために、積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）チップ製品の小型化、高容量化、昇圧化が継続的に求められている。したがって、誘電体層の薄層化に伴い、優れた耐電圧及びＤＣ特性がＸ５Ｒ、Ｘ７ＲまたはＸ８Ｒタイプの機種開発で重要であると考えられている。

【0004】

薄層化及び昇圧化は誘電体層にかかる電界の強さを高くしてＤＣ特性及び耐電圧特性を悪化させる。特に、薄層化による微細構造上の欠陥がＢＤＶ（Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ）、高温ＩＲなどの耐電圧特性に及ぼす影響をさらに激しくする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒ温度特性を満たすとともに信頼性が向上することができる新たな誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態は、Ｂａ及びＴｉの酸化物を主成分とし、上記主成分は、Ｂａの一部がＮａまたはＣａで置換されて成る組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示され、ここで、ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たす誘電体組成物を提供する。

【0007】

さらに、このような誘電体組成物を用いて積層セラミックキャパシタを実現することにより、誘電特性、耐電圧特性などを向上させることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一実施形態によると、誘電率が高く、耐電圧特性に優れた誘電体組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ＢａＴｉＯ_３においてＢａをＣａ、Ｎａで置換する場合の格子構造が変化する様相を模式的に示すものである。

【図2】本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図である。

【図3】図２のＩ−Ｉ'線に沿って取った積層セラミックキャパシタを示す概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上において同一の符号で示される要素は同一の要素である。

【0011】

また、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、多様の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0012】

本発明は誘電体組成物に関するもので、誘電体組成物を含む電子部品にはキャパシタ、インダクタ、圧電体素子、バリスタ、またはサーミスタなどがある。以下では、誘電体組成物及び電子部品の一例として積層セラミックキャパシタに関して説明する。

【0013】

誘電体組成物
本発明の一実施形態による誘電体組成物は、Ｂａ 及びＴｉの酸化物を主成分とし、上記主成分は、Ｂａの一部がＮａまたはＣａで置換されて成る組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示され、ここで、ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たす。

【0014】

このような条件を満たす誘電体組成物は、ＥＩＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）の規格で明示されたＸ５Ｒ（−５５℃〜８５℃）、Ｘ７Ｒ（−５５℃〜１２５℃）、また、Ｘ８Ｒ（−５５℃〜１５０℃）の特性を満たすことができる。

【0015】

より詳細には、本発明の一実施形態によると、ニッケル（Ｎｉ）を内部電極として使用し、１３００℃以下で上記ニッケル（Ｎｉ）が酸化しない還元雰囲気で焼成が可能な誘電体組成物を提供する。また、これを用いた積層セラミックキャパシタを提供することで、上記温度特性を満たすとともに優れた信頼性を実現することができる。

【0016】

以下、本発明の一実施形態による誘電体組成物の各成分をより具体的に説明する。

【0017】

ａ）主成分
本発明の一実施形態による誘電体組成物の場合、主成分は、Ｂａ及びＴｉの酸化物として、具体的には、Ｂａの一部がＮａまたはＣａで置換されて成る組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示され、ここで、ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たす。

【0018】

ＭＬＣＣの代表的な劣化モデルのうちの一つである還元モデルによると、ＢａＴｉＯ_３の基本構造で高い移動度を有する酸素空孔（ｖｏｉｄ）が生成され、このような酸素空孔の移動によって劣化が発生すると知られている。即ち、酸素空孔が発生した状態で電場が印加されると、酸素空孔はカソードの側に移動してカソードには酸素空孔の濃度勾配が形成され、アノードには酸素が放出され還元されて電子の濃度が増加するようになる。

【0019】

このように、酸素空孔の移動によってリーク電流が増加する可能性があるため、本発明の発明者らは酸素空孔の濃度を制御し移動度を低くすることができる効果的な方法を導出しようとした。従来は、電子の濃度を減らしたり電子の移動を抑制するために、アクセプタドーパントの添加量を調節する方法を用いたが、これは化学量論比を満たさないため欠陥が発生するなどの問題がある。

【0020】

これと異なり、本実施形態による誘電体組成物の場合は、Ｂａイオンに対してサイズが小さく同一の原子価を有したり（Ｃａ）、または低い原子価を有する元素（Ｎａ）をＢａの場所に置換することによりこのような問題を解決した。図１を参照して具体的に説明すると、図１はＢａＴｉＯ_３においてＢａをＣａ、Ｎａで置換する場合の格子構造が変化する様相を模式的に示すものである。

【0021】

図１に示されているように、Ｂａよりイオンサイズが小さいＣａまたはＮａでＢａを置換する場合、格子が収縮しながら格子ひずみ（ｌａｔｔｉｃｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）が発生し、これにより、酸素空孔Ｖの移動が最小化することができる。この場合、酸素空孔Ｖの移動度が低くなるにつれてリーク電流が減少して優れた特性を有する誘電体組成物を得ることができる。また、Ｂａをサイズが小さい元素で置換しながらも化学量論を満たしたり（Ｃａの場合）、または電子の濃度増加を最小限にすることができるため（Ｎａの場合）、誘電特性の低下を最小化することができる。もちろん、ＤｙまたはＹのような元素もＢａの場所に置換できるイオンサイズを有するが、このようなドナー型ドーパントは、原子価がＢａイオンに対して大きくＢａサイトの置換時に電子の発生を誘発しかねないため格子ひずみを通じた信頼性の向上方法としては適さない。

【0022】

但し、本発明者の研究によると、Ｎａ、Ｃａは両方とも一定量以上添加時に誘電率及び絶縁特性がかえって低下する可能性がある。これは、過度な置換による極性（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）の大きさの減少や誘電特性の低下、または欠陥化学的に生成される酸素空孔のような欠陥の濃度が増加するためであると理解される。

【0023】

したがって、Ｂａの置換元素を選定するにあたり、その含量比を最適に選定する必要があり、また、（Ｂａ，Ｎａ）／Ｔｉまたは（Ｂａ，Ｃａ）／Ｔｉの比率も誘電特性に及ぼす影響が大きいため適正比率を決定する必要がある。これは、ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）型ＡＢＯ_３の構造においてＡ／Ｂの比率（ｒａｔｉｏ）によってＡサイトに置換される添加元素の固溶限界が異なるため焼結挙動、誘電特性及び信頼性に影響を与える可能性があるためである。これと関連して、本発明者の研究によると、（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉが１に近いとき、ｃ／ａが大きく極性の大きさも増加するため高い比誘電特性を得ることができた。また、Ｂａサイトを置換する元素の固溶限界が最も効率的であるため、高い誘電特性及び信頼性を有するためには（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉを１に近づけるように設計する必要がある。

【0024】

上述の事項を総合的に考慮した結果、本実施形態の誘電体組成物において、ｘは０．００５≦ｘ≦０．０３５であり、０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を満たすようにした。これに対しては、後述する実験結果で詳細に説明する。

【0025】

本実施形態で提案する上記のような誘電体組成物を用いることにより、Ｘ５Ｒ、Ｘ７Ｒ及びＸ８Ｒ特性を満たし、さらに、誘電特性及び高温耐電圧特性が向上することができる。

【0026】

ｂ）第１副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第１副成分として、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一つ以上を含む酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。第１副成分は、原子価可変アクセプタ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｌｅｎｃｅ ａｃｃｅｐｔｏｒ）であり、誘電体組成物が適用された積層セラミックキャパシタの焼成温度を低下させ、高温耐電圧特性を向上させる役割をすることができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第１副成分は主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。第１副成分の含量及び後述する他の副成分の含量は主成分１００モル％に対する量であり、各副成分が含む金属イオンのモル％と定義されることができる。第１副成分が主成分に対して０．１モル％未満である場合は耐還元性及び信頼性が低下する可能性があり、１．０モル％以上である場合は焼成温度の増加及び容量の低下などが発生するおそれがある。

【0027】

ｃ）第２副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第２副成分として、Ｍｇ及びＡｌのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。上記第２副成分は、原子価固定アクセプタ（ｆｉｘｅｄ ｖａｌｅｎｃｅ ａｃｃｅｐｔｏｒ）であり、誘電体組成物が適用された積層セラミックキャパシタの焼成温度を低下させ、高温耐電圧特性を向上させる役割をすることができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第２副成分は主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。第２副成分が主成分に対して０．１モル％未満である場合は耐還元性及び信頼性が低下する可能性があり、１．０モル％以上である場合は焼成温度の増加及び容量の低下などが発生するおそれがある。

【0028】

ｄ）第３副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第３副成分として、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｌａ及びＳｂのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第３副成分は主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。

【0029】

ｅ）第４副成分
本発明の一実施形態によると、上記誘電体組成物は、第４副成分として、Ｓｉ、Ｂａ、Ｃａ及びＡｌのうち少なくとも一つの酸化物または炭酸塩をさらに含むことができる。この場合、必ずしもこれに制限されるものではないが、第４副成分は主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。

【0030】

また、第４副成分の他の例として、上記誘電体組成物は、Ｓｉを含むガラス化合物を含むことができ、同様に主成分１００モル％に対して０．１〜１．０モル％含まれることができる。

【0031】

積層セラミックキャパシタ
図２は本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを示す概略的な斜視図であり、図３は図２のＩ−Ｉ'線に沿って取った積層セラミックキャパシタを示す概略的な断面図である。

【0032】

図２及び図３を参照すると、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタは、誘電体層１１１と第１及び第２内部電極１２１、１２２が交互に積層されたセラミック本体１１０を有する。セラミック本体１１０の両端部にはセラミック本体１１０の内部に交互に配置された第１及び第２内部電極１２１、１２２とそれぞれ導通する第１及び第２外部電極１３１、１３２が形成される。

【0033】

セラミック本体１１０の形状に特に制限はないが、一般的に六面体形状であることができる。また、その寸法も特に制限はなく、用途によって適切な寸法にすることができ、例えば、（０．６〜５．６ｍｍ）×（０．３〜５．０ｍｍ）×（０．３〜１．９ｍｍ）であることができる。

【0034】

誘電体層１１１の厚さはキャパシタの容量設計に応じて任意に変更することができ、本発明の一実施例において焼成後の誘電体層の厚さは１層当たりに０．２μｍ以上であることが好ましい。誘電体層が薄すぎると、一層内に存在する結晶粒数が少なくて信頼性に悪い影響を及ぼすため、誘電体層の厚さは０．２μｍ以上であることができる。

【0035】

第１及び第２内部電極１２１、１２２は、各端面がセラミック本体１１０の対向する両端部の表面に交互に露出するように積層される。第１及び第２外部電極１３１、１３２は、セラミック本体１１０の両端部に形成され、交互に配置された第１及び第２内部電極１２１、１２２の露出端面に電気的に連結されてキャパシタ回路を構成する。

【0036】

第１及び第２内部電極１２１、１２２に含有される導電性材料は、特に限定されないが、本発明の一実施形態による誘電体組成物を用いてセラミック本体１１０を形成する場合、約１３００℃以下の還元雰囲気で焼成が可能であるとともにＮｉ成分を含む物質で内部電極１２１、１２２を形成することができる。

【0037】

第１及び第２内部電極１２１、１２２の厚さは、用途などによって適切に決定されることができ、特に制限されるものではないが、例えば、０．１〜５μｍまたは０．１〜２．５μｍであることができる。

【0038】

第１及び第２外部電極１３１、１３２に含有される導電性材料は、特に限定されないが、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、またはこれらの合金を用いることができる。第１及び第２外部電極１３１、１３２の厚さは、用途などによって適切に決定されることができ、特に制限されるものではないが、例えば、１０〜５０μｍであることができる。

【0039】

セラミック本体１１０を構成する誘電体層１１１は、本発明の一実施形態による上述の組成を有する誘電体組成物を含むことができる。

【0040】

上記誘電体組成物に対する具体的な説明は、上述の本発明の一実施形態による誘電体組成物の特徴と同一であるためここでは省略する。

【0041】

実験例
以下、本発明の発明者が行った実験例を通じて本発明をより詳細に説明する。これは発明の具体的な理解を助けるためのもので、本発明の範囲が実験例のみに限定されるものではない。

【0042】

母材主成分は、１００ｎｍ級のＢａＴｉＯ_３粉末を用いた。このとき、主成分及び副成分の具体的な組成は以下の表１（Ｎａ置換の場合）及び表２（Ｃａ置換の場合）と同一である。具体的には、副成分の含量を下記比率で固定し、Ｎａ及びＣａの含量と（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉの値を変化させた組成物サンプルを製作した。

【0043】

【表1】

【0044】

【表2】

【0045】

サンプルの製作過程をより具体的に説明すると、スラリーの製作時に、母材主成分及び副成分粉末にジルコニアボールを用いて混合／分散し、エタノール／トルエンと分散剤を混合した後、機械的ミリングを行った。その後、誘電体層が適切な水準の強度を有するようにバインダー混合工程をさらに行った。製造されたスラリーはＫ２バルクの試片を製作するために小型ドクターブレード方式の成形コーター（ｃｏａｔｅｒ）を用いて１０〜１５μｍの厚さで成形シートを製造した。圧着後に、グリーン（ｇｒｅｅｎ）試片の厚さが約０．８ｍｍになるように積層した後、１．０ｃｍ（横）×１．０ｃｍ（縦）サイズのＫ２バルク試片に切断した。

【0046】

製作が完了したＫ２バルク試片は、４００℃で空気（ａｉｒ）仮焼した後、焼成温度１３００℃以下、水素濃度０．５％Ｈ_２以下の条件で焼成し、電気的特性、絶縁抵抗、及び温度による容量変化率（ＴＣＣ）などを測定した。バルク型Ｋ２で実現されたＭＬＣＣの常温静電容量及び誘電損失はＬＣＲメーターを用いて１ｋＨｚ、ＡＣ１Ｖで測定し、サンプルを１０個ずつ取って常温絶縁抵抗をＤＣ電圧が印加された状態で６０秒経過後に測定した。温度による容量変化率（ＴＣＣ）は、−５５〜１２５℃の温度範囲で１ｋＨｚ、ＡＣ１Ｖの電圧印加条件で行った。表１及び表２で製作したサンプルに対して誘電率、固有抵抗、及び高温耐電圧テストを行った結果は以下の表３（Ｎａ置換の場合）及び表４（Ｃａ置換の場合）と同一である。ここで、各特性値とともに評価結果を示した。◎は優秀、○は良好、△は普通、Ｘは不良を示す。

【0047】

【表3】

【0048】

【表4】

【0049】

表３及び表４の実験結果を参照すると、まず、ＮａまたはＣａがまったく添加されない場合と比較して０．５〜３．５％添加された場合、即ち、組成式（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）ＴｉＯ_３で示された組成物において、０．００５≦ｘ≦０．０３５である場合に誘電特性が大きく変化せずに抵抗特性及び耐電圧特性が向上する結果を得ることができた。これは、既に説明した通り、Ｂａの一部がこれよりイオンサイズが小さいＣａまたはＮａで置換されることにより格子の収縮をもたらして酸素空孔などの格子内の移動を抑制するためであると解釈されることができる。

【0050】

また、（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉが１に近い値（０．９９４〜１．００３）で設定された上記実験結果から最も効果が良い範囲を導出した。（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉが０．９９４（表３では実験例１〜９、表４では実験例１〜８）に該当する組成物の場合、誘電特性または抵抗特性が低下することを確認した。同様に、（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉが１．００３（表３では実験例２９〜３６、表４では実験例２５〜３２）に該当する組成物の場合、誘電特性及び抵抗特性（特に、誘電特性）に問題があることを確認した。

【0051】

このような結果から上述の０．９９４＜（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉ＜１．００３である条件を導出した。これは、上述の通り、（Ｂａ_１−ｘ（Ｎａ，Ｃａ）_ｘ）／Ｔｉの値が１に近いとき、ｃ／ａが大きく極性の大きさも増加するため高い比誘電特性を得ることができ、さらに、Ｂａサイトを置換する元素の固溶限界が最も効率的であるため、高い誘電特性及び信頼性を有するためであると説明されることができる。

【0052】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。

【符号の説明】

【0053】

１１０ セラミック本体
１１１ 誘電体層
１２１、１２２ 第１及び第２内部電極
１３１、１３２ 第１及び第２外部電極

【図1】

【図2】

【図3】